Изготовление отливок электрошлаковым литьем

1. Сущность электрошлакового литья (ЭШЛ) и область применения.

Сущность заключается в использовании технологии электрошлакового переплава, при котором получают металл самого высокого качества. При ЭШЛ расплавление металла, заполнение им литейной формы и затвер­девание отливки происходит непрерывно и одновременно. В обычной литей­ной технологии эти операции разобщены, что ухудшает качество металла отливки: плавление и заливка загрязняют металл газами, огнеупорами ковша и формовочной смесью, а при кристаллизации больших масс ме­талла развивается ликвация, образуются усадочные и газовые раковины. Если в мелких и средних отливках эти дефекты себя сильно не проявляют, то в крупных отливках, весом в несколько десятков тонн, чтобы их избе­жать, приходится создавать громоздкие литниковые системы, ставить при­были, которые увеличивают расход металла и усложняют технологию. Иногда для получения качественной крупной детали взамен дешевой ли­той применяют дорогую кованую. ЭШЛ помогает заменить поковки более экономичными литыми, без ухудшения качества.

При ЭШЛ литейная форма выполняет две функции: служит плавиль­ным агрегатом и формирует отливку, Процесс происходит под слоем жидкого шлака, -который служит источником тепла, очищает металл от серы и фосфора, защищает его от кислорода и азота воздуха, является тепловой надставкой кристаллизующему металлу, что устраняет усадоч­ные раковины и необходимость в прибылях и образует на поверхности тливки пленку, обеспечивающую чистую поверхность. Кристаллизация отливки происходит снизу вверх с участием малых объемов жидкого металла, что исключает ликвацию и осевую рыхлоту в отливке.

Преимущества аШЛ: высокое качество крупной отливки; не требуются плавильные агрегаты, разливочные ковши, формовочные смеси, литни­ковые системы и прибыли; экономится металл (на каждой тонне готовых изделий экономия металла составляет 2,3 т).

ЭШЛ находит применение в энергетическом машиностроении (за­движки паропроводов сверхвысоких давлений, парогенераторы, корпуса ат иных реакторов, литые трубы из труднообрабатываемой аустенитной стали в атомной энергетике); в судостроении (коленчатые валы мощных дизелей); в металлургии (прокатные валки, калибры трубопрокатных станов, кузнечные штампы, кокили для литья труб центробежным спосо­бом и др.).

На рис. III.28 дана схема получения литого прокатного валка методом электрошлакового литья. Тележки /, 2, 3 и 4 осуществляют встречное движение электрода 5 и поочередно кристаллизаторов 6, 7 и 8. В нижнем кристаллизаторе 6 формируется левая шейка валка 9 (а, б); в среднем кристаллизаторе 7 формируется бочка валка 10, а в верхнем 8 — правая шейка 11 (в). Кристаллизация идет под слоем жидкого шлака 12.